Stampa 3D per l'emergenza COVID-19

Tamponi nasali stampati in 3D si autoregolano per il massimo comfort

La stampa 3D si è già dimostrata utile nella produzione di massa di tamponi nasali per i test COVID-19, ma ora un team della School of Engineering dell’Università di Wolverhampton ha portato i dispositivi medici al livello successivo. In breve, ha sviluppato un tampone intelligente stampato in 3D che può autoregolarsi per rendere il processo di pulizia più confortevole per il paziente.

A questo punto, milioni di persone in tutto il mondo avranno sperimentato la sensazione dolorosa o, nel migliore dei casi, di formicolio di avere un tampone di plastica da sei pollici infilato nel naso. Questo perché, ad oggi, il tampone nasofaringeo è la forma più diffusa di test per COVID-19. Questo nuovo design del tampone nasale autoregolante potrebbe mitigare il disagio del processo di test essenzialmente restringendosi per adattarsi meglio alla cavità nasale del paziente.

Il tampone stampato in 3D è stato introdotto per la prima volta dai dottori Arun Arjunan, John Robinson, Ahmad Baroutaji e Suhaib Zahid, che hanno sfruttato concetti di metamateriali meccanici per elaborare il design intelligente. In termini più semplici, il tampone stampato in 3D è progettato per contrarsi mentre naviga nella cavità nasale, causando meno stress sui tessuti all’interno del naso.

Tamponi nasali autoregolanti stampati in 3D

“Questa ricerca è il primo passo per avviare un processo aperto e collaborativo e migliorare drasticamente i concetti esistenti nei tamponi nasofaringei utilizzando i principi della fabbricazione digitale e dei metamateriali”, ha spiegato il dottor Arjunan, lettore di Additive Manufacturing of Functional Materials. “L’opportunità di concepire digitalmente e stampare tamponi in 3D consente l’incorporazione di caratteristiche geometriche che possono potenzialmente ridurre il disagio del paziente”.

“A questo proposito, la nostra esperienza di ricerca nella produzione additiva e nei metamateriali ha portato allo sviluppo di tamponi nasofaringei auxetici che possono restringersi sotto resistenza assiale. Consentendo cioè al tampone di navigare attraverso la cavità nasale con uno stress significativamente inferiore sui tessuti circostanti. In confronto, un materiale tradizionale tenderà ad espandersi sotto carico assiale causando disagio e stress nei tessuti”.

In questa fase, il team di ricerca ha stampato in 3D campioni di prova del tampone nasale autoregolante in collaborazione con Formlabs GmbH, che ha anche collaborato con l’Università della Florida del sud (USF), il Tampa General Hospital e il sistema ospedaliero di New York Northwell Health. Durante la pandemia per progettare e produrre in serie tamponi nasali nel mezzo di una grave carenza il team dell’Università di Wolverhampton ha anche convalidato il concetto su scala di laboratorio e si sta preparando per un’ampia caratterizzazione meccanica e biologica del tampone per garantire la sicurezza necessaria. I dati di questi test verranno utilizzati per migliorare ulteriormente il design del tampone e migliorarne la stampabilità per la produzione di massa.

“Questo sarà seguito dai test della raccolta dei tamponi che saranno in collaborazione con i partner sanitari”, ha aggiunto il dottor Arjunan. “È probabile che lo studio richieda altri sei mesi prima di poter essere utilizzato nei centri di test, tuttavia i benefici del tampone vanno oltre la crisi COVID poiché questi tamponi intelligenti sono superiori ai tamponi tradizionali perché riducono significativamente il disagio del paziente e possono anche essere stampati su richiesta”.

Per garantire che quante più persone possibile traggano vantaggio dalla sua ricerca, il team afferma che renderà disponibili pubblicamente il progetto e tutti i dati di accompagnamento, in modo che, una volta approvati, i tamponi nasali intelligenti possano essere prodotti ovunque e su richiesta.

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